SISTEMI DI EMERGENZA

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Marcello Berti
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1 IMPIANTI E SISTEMI AEROSPAZIALI SISTEMI DI EMERGENZA Un po di dati statistici Fatality rate per 100 million Passenger Passenger Passenger kilometres journeys hours Air <0.05 Bus or coach 0.5 Bus or coach 1 Bus or coach 0.1 Van 1 Air 3 Rail 0.1 Rail 2 Rail 4 Van 0.1 Car 4 Van 5 Car 0.3 Foot 4 Car 13 Water 1.0 Air 12 Water 18 Pedal cycle 4.3 Pedal cycle 16 Foot 22 Foot 5.4 Water 34 Pedal cycle 53 TWMV 9.9 TWMV 115 TWMV 382 1

5 Bus or coach 1 Bus or coach 0.1 Van 1 Air 3 Rail 0.1 Rail 2 Rail 4 Van 0.1 Car 4 Van 5 Car 0.

2 Due tipi di sicurezza Sicurezza attiva (prevenzione di incidente): qualità di volo, manutenzione, strutture, motori, sistemi, strumenti e controllo traffico Sicurezza passiva (aumento della sopravvivibilità di incidente): strutture, carrello d atterraggio, arredi interni, impianti idraulico e combustibile di sicurezza attiva Protezione da ghiaccio Protezione da scariche atmosferiche Antibloccaggio delle ruote in frenata Dispositivi di avviso e allarme in cabina Dispositivi di rilevamento e soppressione incendio Sorgenti di potenza di emergenza Ossigeno di emergenza Dispositivi avionici anticollisione 2

combustibile di sicurezza attiva Protezione da ghiaccio Protezione da scariche atmosferiche Antibloccaggio delle ruote in frenata Dispositivi di avviso

3 di sicurezza passiva Carrello d atterraggio Sedili e sistemi di ritenuta Evacuazione occupanti di inibizione incendio e esplosione serbatoi in caso di crash Crash switch di avviso e allarme Tutti segnali trasmessi in cabina Metodi di rappresentazione in continuo aggiornamento Metodo obsoleto: moltitudine di indicatori con strumenti con spie colorate per evidenziare anomalie Metodo attuale: segnali raggruppati su pannello di avviso e allarme, o su display multifunzione in cui il pilota imposta cosa visualizzare Colori e segnali acustici diversi per grado di importanza; segnali vocali 3

moltitudine di indicatori con strumenti con spie colorate per evidenziare anomalie Metodo attuale: segnali raggruppati su pannello di avviso e

4 di avviso e allarme Standard industriale usato anche a bordo: Rosso lampeggiante e segnalazione acustica: allarme Giallo: avvertimento Verde o altri colori: funzionamento regolare 1. L allarme deve essere riconosciuto: la luce resta rossa e il segnale acustico attivo fino al riconoscimento 2. Il segnale acustico resta attivo fino al riconoscimento di tutti gli allarmi 3. Al riconoscimento del singolo allarme la luce diventa fissa rossa se lo stato è ancora di allarme oppure diventa gialla o verde a seconda dei valori Rilevamento e soppressione di incendio Di grande importanza sia in volo che a terra (post-crash) Rilevamento basato su 2 misure: 1. Rilievo di temperatura: Puntiformi: lamine bimetalliche che aprono un contatto al disopra di una certa temperatura Continui: conduttori costruiti con materiali particolari in grado di cambiare caratteristiche (resistenza o capacità) ad una determinata temperatura 2. Rilievo di fumi: Sensori ottici 4

Al riconoscimento del singolo allarme la luce diventa fissa rossa se lo stato è ancora di allarme oppure diventa gialla o verde a seconda dei valori Rilevamento e soppressione di incendio Di grande

5 Rilevamento e soppressione di incendio In cabina: sensori di fumi o gas tossici (termici nelle toilette) In vani cargo, avionica etc: sensori di fumi e termici Motori: sensori termici Avviso generato con una logica per evitare falsi allarmi Sensori termici puntuali Sensore discreto (o puntuale), basato su elementi bimetallici o termocoppie (gradiente termico) Bimetallico Ad espansione termica Termocoppia 5

generato con una logica per evitare falsi allarmi Sensori termici puntuali Sensore discreto (o

6 Sensori termici continui Sensore continuo costituito da cavo coassiale con riempitivo di caratteristiche dielettriche e/o resistive, oppure pneumatico-chimico Sensori termici continui 6

7 Rilevatori di fiamma e fumi Collocati in zone sensibili Rilevatori di fiamma: basati su osservazione luce nel visibile o infrarosso Rilevatori di fumi: basati su rifrazione delle particelle, oppure su ionizzazione, oppure assorbimento CO e NO. Soppressione incendio In cabina: dall equipaggio con estintori portatili In zone remote: su comando dell equipaggio, attivando serbatoi pressurizzati con flusso canalizzato nella zona (eventualmente da pre-selezionare); Sostanza impiegata: Halon 1301 (CF 3 Br), in fase di sostituzione con sostanze a minore impatto ambientale; N 2 per pressurizzare. 7

Soppressione incendio In cabina: dall equipaggio con estintori portatili In zone remote: su comando dell equipaggio, attivando serbatoi

8 Soppressione incendio Inibizione incendio e esplosione Utilizzo nei serbatoi combustibile Due metodi: 1. Pressurizzazione con gas inerte (N2 ottenuto da OBIGGS) 2. Introduzione di riempitivo reticolato 8

9 Fonti energetiche alternative In condizioni normali: energia prelevata dai propulsori In condizioni di emergenza: - Ridondanza e trasferimento di potenza nei sistemi idraulico, elettrico e pneumatico - Accensione APU - Ausiliary Power Unit - Attivazione EPU - Emergency Power Unit - Uso di batterie elettriche, elettropompe - Estrazione RAT - Ram Air Turbine RAT 9

elettrico e pneumatico - Accensione APU - Ausiliary Power Unit - Attivazione EPU -

10 EPU Normalmente turbine mosse da gas prodotto da idrazina (N 2 H 4 ) Reazione esotermica in presenza di ossigeno, con produzione di azoto e vapore d acqua: N 2 H 4 +O 2 N 2 +2H 2 O Capacità serbatotio limitata, sistema principalmente utilizzato su velivoli militari per controllare i comandi di volo e permettere un atterraggio di emergenza o l abbandono del velivolo Gimli glider 10

Capacità serbatotio limitata, sistema principalmente utilizzato su velivoli militari per

11 Ossigeno di emergenza Militari: bombole di ossigeno liquido; Civili: bombole di ossigeno gassoso a 12.5 MPa o sistemi chimici (clorato di sodio NaClO3 e Fe); Condotti e maschere a disposizione degli occupanti. Ossigeno di emergenza 2NaClO 3 2NaCl + 3O 2 La presenza di Fe aumenta la temperatura; Efficienza: 1 kg NaClO3 = 6 ore di respirazione 11

5 MPa o sistemi chimici (clorato di sodio NaClO3 e Fe); Condotti e maschere a

12 anticollisione TCAS Traffic Collision Avoidance System avionici che elaborano i dati forniti da transponder di velivoli vicini Riconoscono il rischio di collisione ed intervengono indicando al pilota una manovra diversiva Sicurezza passiva strutturale Attenuazione carichi in crash landing: 1. carrello 2. subfloor 3. sedili 12

collisione ed intervengono indicando al pilota una manovra diversiva Sicurezza

13 Sedili ad assorbimento di energia TRANSPORT AIRPLANES TEST 1 TEST 2 Main Initial Velocity [m/s] Min Peak Acceleration [g] Max Rise Time to Peak [s] LIGHT AIRPLANES Main Initial Velocity [m/s] Min Peak Acceleration [g] Max Rise Time to Peak [s] ROTORCRAFTS Main Initial Velocity [m/s] Min Peak Acceleration [g] Max Rise Time to Peak [s] Sedili ad assorbimento di energia 13

09 LIGHT AIRPLANES Main Initial Velocity [m/s] 9.46 12.81 Min Peak Acceleration [g] 19.0 26.

14 Evacuazione occupanti Rischio di esposizione a incendi Normativa aviazione civile: numero e posizione di uscite di emergenza per evacuazione completa in 90 s, sia a terra che in mare Simulazioni Scivoli ad apertura automatica zattere galleggianti Evacuazione occupanti Militari con equipaggio a postazione fissa: sedili eiettabili 14

terra che in mare Simulazioni Scivoli ad apertura automatica zattere galleggianti

15 Sequenza di attivazione 1. Pilota tira leva eiezione 2. Pretensionatori cinture 3. Primo stadio di propulsione razzo 4. Distacco sistemi dal pilota, paracadute armato, attivazione ossigeno, stabilizzatori distesi 5. Secondo stadio di propulsione razzo 6. Stabilizzazione sedile 7. Sgancio pilota e kit di sopravvivenza 8. Terzo stadio di propulsione razzo per allontanare sedile 9. Estrazione e dispiegamento paracadute Crash switch Interruttore di emergenza attivato da valori di accelerazioni corrispondenti a condizione di crash Attiva tutto quello che può servire per evitare incendi o dispersione di fluidi pericolosi: 1. spegnimento impianti elettrico, pneumatico, idraulico e combustibile 2. chiusura valvole impianti idraulico e combustibile 3. attivazione estintori nacelles 15

Sgancio pilota e kit di sopravvivenza 8. Terzo stadio di propulsione razzo per allontanare sedile 9.

16 Registratori dati e voci di volo Registratori dati e voci di volo FDR: Velocità, quota altimetrica, quota radioaltimetrica, assetto, posizione, rotta, accelerazione, temperatura, flusso combustibile, deflessione superfici di governo, posizione carrello,.. CVR: suoni in cabina 16

posizione, rotta, accelerazione, temperatura, flusso combustibile,

17 Registratori dati e voci di volo Specifiche: Tempo di registrazione > 25 ore Numero di canali memorizzati > 300 Resistenza a urto > 3400g per 5.6 ms Resistenza al fuoco > 1100 C per 30 minuti Resistenza alla profondità > 7000m Vita dopo l incidente > 30 giorni 17

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